DE102014014458A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten eines pressgehärteten Bauteils - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten eines pressgehärteten Bauteils Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines pressgehärteten Bauteils (10), bei welchem das Bauteil (10) wärmebehandelt und beschnitten wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (10) in ein- und derselben Vorrichtung (14) beschnitten und wärmebehandelt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung (14) zum Bearbeiten eines pressgehärteten Bauteils (10), mittels welchem das Bauteil (10) wärmebehandelbar und beschneidbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines pressgehärteten Bauteils der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines pressgehärteten Bauteils.
  • Bauteile, wie beispielsweise A-Säulen für Kraftfahrzeuge, werden u. a. durch Presshärten hergestellt. Nach dem Presshärten ist es häufig erforderlich, dass die Bauteile noch beschnitten und wärmebehandelt werden müssen. Üblicherweise werden die Bauteile in derartigen Fällen nach dem Presshärten in ein Zwischenlager ausgeschleust und von dort aus anschließend einer Schneidanlage, zum Beispiel einer Laserschneidanlage, zugeführt und mittels dieser beschnitten. Die beschnittenen Bauteile werden danach einem weiteren Zwischenlager zugeführt und von dort aus zu einer Wärmebehandlungsanlage, beispielsweise einer Anlassvorrichtung, transportiert und dort wärmebehandelt. Derartige pressgehärtete Bauteile werden nach dem Presshärten also verschiedenen Zwischenlagern und Vorrichtungen zugeführt, um diese zu beschneiden und anzulassen, was relativ zeitaufwendig ist und viele Handhabungsschritte erfordert.
  • Die DE 10 2011 054 866 A1 beschreibt ein Verfahren, bei dem ein pressgehärtetes Bauteil mittels eines Lasers beschnitten wird.
  • Die DE 10 2010 011 368 A1 beschreibt ein gattungsgemäßes Verfahren, bei dem ein pressgehärtetes Bauteil wärmebehandelt und anschließend beschnitten wird. Die Wärmebehandlung wird dabei durchgeführt, um den anschließenden Beschneidungsprozess kostengünstiger zu gestalten.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine vereinfachte Beschneidung und Wärmebehandlung eines pressgehärteten Bauteils zu ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und durch eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines pressgehärteten Bauteils mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bearbeiten eines pressgehärteten Bauteils wird das Bauteil wärmebehandelt und beschnitten. Um eine vereinfachte Wärmebehandlung und Beschneidung des pressgehärteten Bauteils zu ermöglichen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Bauteil in ein- und derselben Vorrichtung beschnitten und wärmebehandelt wird. Durch die erfindungsgemäße Lösung kann somit ein Prozessschritt in der Herstellungskette des pressgehärteten Bauteils eingespart werden, da das Bauteil in ein und derselben Vorrichtung beschnitten und wärmebehandelt wird; ein Bauteilhandling zwischen einer Beschneidungsstation und einer Wärmebehandlungsstation entfällt somit. Ferner kann dadurch auch eine Vorrichtung zur Bauteilaufnahme eingespart und ein Zwischenlager eingespart werden. Insgesamt ergibt sich dadurch eine Reduzierung bezüglich der Prozesszeit, des Platzbedarfs, des Personalbedarfs und der Prozesskosten.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Vorrichtung einen Laser aufweist, mittels welchem das Bauteil beschnitten wird. Dadurch kann das Bauteil besonders exakt beschnitten werden.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Induktionseinrichtung umfasst, mittels welcher das Bauteil wärmebehandelt wird. Vorzugsweise wird das Bauteil gleichzeitig mittels des Lasers beschnitten und mittels der Induktionseinrichtung wärmebehandelt. Durch den parallelen Bauteilbeschnitt und die parallele Wärmebehandlung kann nochmals Prozesszeit eingespart werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Bauteil beim Wärmebehandeln innerhalb von 15 Sekunden auf eine vorgegebene Temperatur, insbesondere 650°C, erhitzt und die vorgegebene Temperatur für 10 Sekunden gehalten wird. Dadurch kann eine besonders homogene Erwärmung des Bauteils realisiert werden, wodurch besonders gute mechanische Eigenschaften bei dem Bauteil erzielt werden können.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass mittels des Lasers das Bauteil zuerst beschnitten und danach wärmebehandelt wird, wobei bei dem Laser ein defokussierter Laserstrahl zum Wärmebehandeln eingestellt wird. Mit anderen Worten wird das Bauteil vorzugsweise sowohl mittels des Lasers beschnitten als auch mittels des Lasers wärmebehandelt. Dadurch kann eine separate Wärmebehandlungs- beziehungsweise Aufheizvorrichtung, beispielsweise eine Induktionseinrichtung, eingespart werden.
  • Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bearbeiten eines pressgehärteten Bauteils ist das Bauteil wärmebehandelbar und beschneidbar. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung anzusehen, wobei die Vorrichtung insbesondere Mittel zur Durchführung der Verfahrensschritte umfasst.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorgesehen, dass die Vorrichtung einen Laser zum Beschneiden und Wärmebehandeln des Bauteils aufweist.
  • Gemäß einer alternativen vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorgesehen, dass die Vorrichtung einen Laser zum Beschneiden des Bauteils und eine Induktionseinrichtung zum Wärmebehandeln des Bauteils aufweist.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Die Zeichnung zeigt in:
  • 1 eine Perspektivansicht auf eine A-Säule für einen Kraftwagen, wobei die A-Säule mittels einer Induktionseinrichtung wärmebehandelt wird;
  • 2 eine Perspektivansicht auf eine Laserschneidanlage, mittels welcher die A-Säule beschnitten werden kann; und in
  • 3 eine perspektivische Detailansicht auf einen Laser der Laserschneidanlage, mittels welchem die A-Säule beschnitten wird.
  • Eine pressgehärtete A-Säule 10 für einen Kraftwagen ist in einer Perspektivansicht in 1 gezeigt. Mittels einer an der A-Säule 10 angeordneten Induktionseinrichtung 12 wird die A-Säule 10 wärmebehandelt. Üblicherweise werden pressgehärtete A-Säulen 10 nach dem Presshärtevorgang sowohl wärmebehandelt als auch laserbeschnitten.
  • In 2 ist in einer Perspektivansicht eine Laserschneidanlage 14 gezeigt, mittels welcher die A-Säule 10 nach dem Presshärten beschnitten werden kann.
  • In 3 ist die Laserschneidanlage 14 in einer Detailansicht gezeigt, wobei ein Laser 16 zu erkennen ist, mittels welchem die A-Säule 10 gerade beschnitten wird. Die A-Säule 10 wird nach dem Presshärten der Laserschneidanlage 14 zugeführt und in dieser angeordnet. Innerhalb der Laserschneidanlage 14 ist die Induktionseinrichtung 12 integriert. Die Induktionseinrichtung 12 ist dabei in der Nähe des Lasers 16 angeordnet, sodass die Induktionseinrichtung 12 besonders nah und exakt gegenüber der A-Säule 10 positioniert werden kann.
  • Um während der Wärmebehandlung der A-Säule 10 einen Verzug zu vermeiden, kann die Induktionseinrichtung 12 entsprechend höhenversetzt gegenüber der A-Säule 10 angeordnet werden. Ferner können Kantenüberhitzungen an der A-Säule 10 dadurch vermieden werden, indem die Induktionseinrichtung 12 circa 2–3 mm in Richtung des betreffenden Radius versetzt angeordnet wird. Des Weiteren kann eine Vielzahl von hier nicht dargestellten Keramikplättchen an einer ebenfalls nicht dargestellten Aufnahmevorrichtung angeordnet werden, um einen besonders exakt definierten Abstand zwischen der A-Säule 10 und der Induktionseinrichtung 12 sicherstellen zu können. Üblicherweise an derartigen Aufnahmevorrichtungen vorgesehene Spanner zum Fixieren der A-Säule 10 weisen normalerweise Gummikappen auf. Diese können entfernt werden, so dass weniger Spielraum für einen Verzug der A-Säule 10 besteht.
  • Die A-Säule 10 wird nach ihrer Anordnung innerhalb der Laserschneidanlage 14 mittels des Lasers 16 beschnitten und gleichzeitig mittels der Induktionseinrichtung 12 wärmebehandelt. Dadurch kann entsprechende Prozesszeit eingespart werden, da der Beschneidvorgang und der Wärmebehandlungsvorgang parallel durchgeführt werden.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform ist es auch möglich, dass die Induktionseinrichtung 12 nicht in der Laserschneidanlage 14 zur Wärmebehandlung der A-Säule 10 eingesetzt wird. Stattdessen wird die in der Laserschneidanlage 14 angeordnete A-Säule 10 zunächst mittels des Lasers 16 beschnitten und danach ebenfalls mittels desselben Lasers 16 wärmebehandelt, wobei bei dem Laser 16 ein defokussierter Laserstrahl zum Wärmebehandeln eingestellt wird. In Abhängigkeit von der Leistung des Lasers 16 und dem Abstand einer Laserlinse zur A-Säule 10 sowie der Vorschubgeschwindigkeit ist es ebenfalls möglich, Bauteilabschnitte nachträglich anzulassen.
  • Durch die Möglichkeit einer integrierten Beschneidung und Wärmebehandlung der A-Säule 10 in ein und derselben Vorrichtung können die Prozesszeit, der Platzbedarf, der Personalbedarf und die damit einhergehenden Prozesskosten für die Beschneidung und Wärmebehandlung erheblich reduziert werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011054866 A1 [0003]
    • DE 102010011368 A1 [0004]

Claims (9)

  1. Verfahren zum Bearbeiten eines pressgehärteten Bauteils (10), bei welchem das Bauteil (10) wärmebehandelt und beschnitten wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (10) in ein- und derselben Vorrichtung (14) beschnitten und wärmebehandelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (14) einen Laser (16) aufweist, mittels welchem das Bauteil (10) beschnitten wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (14) eine Induktionseinrichtung (12) umfasst, mittels welcher das Bauteil (10) wärmebehandelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (10) gleichzeitig mittels des Lasers (16) beschnitten und mittels der Induktionseinrichtung (12) wärmebehandelt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (10) beim Wärmebehandeln innerhalb von 15 Sekunden auf eine vorgegebene Temperatur, insbesondere 650°C, erhitzt und die vorgegebene Temperatur für 10 Sekunden gehalten wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Lasers (16) das Bauteil (10) zuerst beschnitten und danach wärmebehandelt wird, wobei bei dem Laser (16) ein defokussierter Laserstrahl zum Wärmebehandeln eingestellt wird.
  7. Vorrichtung (14) zum Bearbeiten eines pressgehärteten Bauteils (10), mittels welchem das Bauteil (10) wärmebehandelbar und beschneidbar ist.
  8. Vorrichtung (14) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (14) einen Laser (16) zum Beschneiden und Wärmbehandeln des Bauteils (10) aufweist.
  9. Vorrichtung (14) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (14) einen Laser zum Beschneiden des Bauteils (10) und eine Induktionseinrichtung (12) zum Wärmbehandeln des Bauteils (10) aufweist.
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